环境生态学---第二十二章 稀有物种、生境损失和灭绝.ppt

V1 稀有物种、生境损失和灭绝 要 点 稀 有 种 稀有性的类型取决于该种的三个属性(Rabionwitz,1981) ：（i）地理分布区的大小（大或小）；（ii）栖息地特 异性（宽或窄）；（iii）地方种群大小（高或低）。对 于任何物种，这些特征中有一个或几个的属性低，证 明其某些稀有性。窄的栖息地要求、低的种群密度和 地方性都是稀有性的各个方面。许多种是由于其生态 学而成为稀有的，另一些种则由于人类活动的结果。 扩散能力弱或有固着行为的物种，很可能由于人类因 素而成为稀有的。 A species which has declined to low numbers will suffer from a loss of genetic diversity and inbreeding depression. A minimum viable population (MVP) is required for the long- term survival of a species to ensure genetic variability is maintained. An MVP of 250-500 individuals is accepted as the best estimate for inbreeding avoidance. Detailed and lengthy study is required for the accurate determination of MVP and frequently the protection of habitat is the conservation priority, overshadowing concern over genetic diversity. Genetic diversity in rare species 稀有种的遗传 多样性 数量下降得很低的种会遭受到遗传多样性丧失和杂交 衰退。为了保证遗传多样性得以维持，要求种长期生 存，需要有最小可存活种群（MVP）。人们接受的避 免杂交衰退的最好估计值是250500个体的MVP。精确 的确定MVP要求有详细和长期的研究，优先保护栖息 地的考虑，常常使得对于遗传多样性的关心有所失色 。 Numerous habitats, such as wetlands, grasslands and forests, have been either drastically reduced in area, modified or destroyed, usually for agriculture. Habitat degradation results in the decline or loss of species. Habitat fragmentation reduces the habitat area and increases the distance between remaining patches. These smaller patches of usually poorer quality habitat suffer from edge effects and support different species to continuous habitats. Species are lost because of the overall loss of habitat area, and as a result of increasing insularization. Recently isolated patches may initially contain more species than the area can sustain over the long term and species will be lost from the patch a process known as relaxation. Habitat loss and fragmentation 生境损失和 片断化 数目众多的生境，如湿地、草地和森林，面积剧烈地 减少，或者被改变，或者受破坏，通常是为了农业。 生境的退化导致物种的减少或损失。生境片断化减少 了生境面积，使留下斑块之间的距离扩大。通常生境 质量较差的这种小斑块，遭受边缘效应，支持与连续 生境不相同的种。物种损失的原因是生境面积的大量 损失和鸟屿化过程的加剧。新近分割出的斑块含有的 种数，开始可能比长期保持的地区还要多一些，但物 种将会从斑块中丧失，这个过程叫做松弛(relaxation)。 昌都地区的森林破坏 日喀则地区的水土流失 Extinction is a natural process, although its pace and incidence have been increased through human activity. Past extinctions are clustered in geological time (e.g.significant extinction occurred in the permian and Permian and Pleistocene). The anthropogenic causes of extinction include hunting, habitat destruction and artificial species introductions. The IUCN categorizes species facing considerable risk of becoming extinct as endangered. Small populations are more likely to become endangered as a direct or indirect result of normal population fluctuations. Demographic and genetic factors interact to cause extinction. The chance of a population becoming extinct can be predicted by Population Viability Analysis(PVA) . Extinction Related topicsGenetic variation (O1) Conservation strategies (V2) Island communities and colonization (Q2) 灭 绝 灭绝是一个自然过程，但灭绝的步伐和方式由于人类 活动而加速。过去的灭绝聚集在地质时间中（如二叠 纪和更新世出现的重大灭绝）。灭绝的人为原因包括 捕猎、生境破坏和人工引种。IUCN分类的面临灭绝大 风险的物种叫做“濒危物种（endangered）”。小种群更 易于由于直接或间接的日常种群波动的结果而成为濒 危物种。种群数量变动和遗传因素相互作用导致灭绝 。种群灭绝的概率可以通过种群生存力分析（ population viability analysis, PVA）进行预测。 相关主题 遗传变异（见O1） 保育对策（见V2） 岛屿群落与移植（见Q2） 种群生存力分析(population viability analysis,PVA ) 用分析和模拟技术，估计 物种在一定时间内存活概率的过程 是研究 物种绝灭过程和存活条件的核心方法，目 标是制定最小 存活种群，把物种绝灭减少 到可接受的水平。（与阿利效应关系？） 五类估计濒危物种绝灭风险的种群生存力 分析模型,即:分析模型、单种群确定性模型 、单种群随机模型、异质种群模型和显空 间模型.模型的选择取决于物种的生活史特 征和可用的数据. 在西方国家,PVA在濒危物种保护计划和管 理中应用越来越广泛.它主要用于:(1)预测濒 危物种未来的种群大小;(2)估计一定时间内 物种的绝灭风险;(3)评估一套保护措施,确定 哪个能使种群的存活时间最长;(4)探索不同 假说对小种群动态的影响;(5)指导濒危动物 野外数据的搜集工作. 12种最濒临灭绝动物公布 2010年4月，国际野生生物保护学会公布了 一份名为最珍稀的珍稀动物(The Rarest of the Rare)的报告，列举了12种最濒临 灭绝的动物。据悉，在过去10年间，它们 中有些动物的数量大约减少了80%。 1.古巴鳄 古巴鳄体长可达11英尺(3.35米)，据估计， 这种鳄鱼的数量目前已经下降到4000只， 其中一些可能是巴西鳄和美洲鳄的杂交产 物。为了获取古巴鳄鱼肉进行的非法猎杀 ，是导致这种鳄鱼急剧减少的一大原因。 2.佛罗里达戴帽蝙蝠(Florida bonneted bat) 佛罗里达戴帽蝙蝠是美国阳光州最大的蝙 蝠，以前人们一直认为这种蝙蝠已经灭绝 了，不过2002年有人又在郊区发现一小群 佛罗里达戴帽蝙蝠。研究人员认为目前仅 剩下100只这种蝙蝠，这是因为大量使用杀 虫剂和森林砍伐破坏了它们的栖息地。这 种蝙蝠的翼展是21英寸(53.34厘米)。 3.绿眼蛙 这种娇小的绿眼蛙曾在哥斯达黎加和巴拿 马非常常见，它不仅体型很小(大约只有2.5 英寸，即6.35厘米长)，而且数量也非常少 ，目前大约仅剩数百只绿眼蛙。壶菌和农 药已经杀死大量绿眼蛙，或者使它们变成 残疾。 4.格林纳达鸽(还能做多久国鸟) 格林纳达鸽是格林纳达的国鸟，它因为只生活在 这座加勒比海小岛上而著称，据估计，这种腹部 呈粉色的小鸟的数量已经急剧下降到150只，失 去栖息地和引进猫鼬、猫和老鼠等食肉动物，对 格林纳达鸽的生存产生严重威胁。目前该国已经 开始执行一项为期10年的恢复计划，其目的是增 加格林纳达鸽的数量。非常幸运的是，这个愿望 有望在以后变成现实。 5.亨氏羚羊 非洲羚羊又被称作亨氏羚羊或亨氏牛羚，它的前 额长着白色斑纹，看起来就像戴了副眼镜。据估 计，由于疾病、食肉动物、失去栖息地、严重的 干旱和非法偷猎等原因，目前亨氏羚羊仅剩600 只。然而令人悲伤的是，虽然肯尼亚和索马里等 地从20世纪70年代就开始对它们进行保护，但是 在这段时间里，这些地方的保护措施并没能有效 执行。 6.犁头龟 目前非洲马达加斯加岛西北地区仅剩400只 犁头龟，其中成年龟仅为200只，如果目前 为国际宠物贸易提供货源的捕猎、偷猎和 走私等活动不被制止，这种龟有望在未来 30年内全部灭亡。 7.岛屿灰狐 岛屿灰狐的体重是3到4磅(1.36公斤到1.81 公斤)，它不仅是美国体型最小的狐狸，而 且是该国数量减少最快的一种动物。由于 犬科疾病、金雕的威胁和以前为了保护其 他濒危物种对岛屿灰狐进行的大量捕杀活 动等多种原因，目前在加州海峡群岛的6座 小岛上，仅剩下不到1000只岛屿灰狐。不 过这种捕杀活动已经在2003年终止了。 8.苏门答腊猩猩 苏门答腊猩猩大多生活在东南亚岛国印尼 ，据2008年的调查显示，目前大约仅剩 6600只这种猩猩。大肆伐木和砍伐森林对 苏门答腊猩猩的生存造成严重威胁，由于 种种原因，它们很多成为孤儿、被捕后进 行交易，或者被杀。 9.小头鼠海豚 小头鼠海豚是一种看起比较丰满的鼠海豚 ，根据它们眼睛周围的深色环状斑纹和嘴 巴上的斑块，可以区分开它们。由于刺网 捕鱼、水流减少和水污染等原因，目前小 头鼠海豚仅剩大约150只。 10.白头叶猴 越南吉婆岛曾是一座与世隔绝的小岛，不过现在 不断有人移居此地，这导致白头叶猴的数量现在 已经下降到59只，而且该岛上的很多物种都只剩 下雌性群体。另外，砍伐森林导致大量白头叶猴 被捕，这是导致此种猴子的数量急剧下降的一个 主要原因，尤其是这种猴子是加工一种中国传统 中药制剂的主要成分，这进一步加剧了白头叶猴 走向灭绝的厄运。 11.罗默小树蛙 中国香港的罗默小树蛙只有0.8英寸(2.03厘 米)长，由于建设机场占用了它的栖息地， 人们曾认为罗默小树蛙已经灭绝了。然而 幸运的是，这种小树蛙现在仍活在世上， 20世纪90年代，一个饲养项目把数千只罗 默小树蛙释放到野外。 12.普氏野马 它有着粗壮的身躯和短短的脖子，是目前 唯一一种仍活在世上的野马。或者说它曾 在野外消失，只能在动物园里看到它，不 过最近几年在保护协会的不懈努力下，普 氏野马已被释放到蒙古自然栖息地里。目 前野外有300多普氏野马，它不仅是一种保 护濒危动物的重要见证，而且还为及时拯 救其他濒危动物提供了有力依据 Biodiversity is a term encompassing the variety of organisms at all levels, from genetic variants belonging to the same species, to species diversity and including the variety of ecosystems. The conservation of biodiversity includes the preservation of genetic variation, the diversity of species and populations and also the life support properties of ecosystems, such as climatic and drainage effects. Key Notes Biodiversity V2 V2 C CONSERVATION STRATEGIESONSERVATION STRATEGIES V2 保育对策 要 点 生物多样性生物多样性是包括全部层次的有机体变异性的术语， 从属于同一种的遗传变体，到物种多样性和生态系统 的变异。生物多样性的保育包括遗传变异的保护、物 种和种群多样性的保护、以及生态系统的生命支持特 性，例如气候与排水效应的保护。 收获后的田地在休耕期间保持干燥会大大降低这些土地支持当地生物多 样性的能力，降低总体生产力，降低土壤肥力。应当使休耕地在农忙季节之 外充满生机。给收获后的稻田注水，可以为野生动物提供重要的冬季采食地， 或者为鹅和鹤等迁徙水禽提供重要的迁徙停留地。 The importance of biodiversity has been promoted by the International Convention on Biological Diversity, part of the Earth Summit held in Rio de Janeiro in 1992. The Convention was signed by 152 nations committing them by law to adopt ways and means for the conservation of biodiversity and to ensure equity of benefits from biological diversity. In addition, Agenda 21 is a blueprint to encourage sustainable development socially, economically and environmentally in the 21st century. The Earth Summit, Rio de Janeiro (1992) 地球最高级会 议，里约热内 卢（1992） 1992年里约热内卢召开的地球最高级会议通过了国际 生物多样性公约，它促进了生物多样性的重要地位。 152个国家在公约上签字，委托他们通过法律为保育生 物多样性和保证从生物多样性取得的利益的公正性， 采取各种方法和手段。21世纪议程（Agenda 21）是鼓 励21世纪社会、经济和环境持续发展的一个蓝皮书。 Conservation strategies exist at a range of different levels of detail and scale, global, national, regional and local, to accommodate the markedly different political scales at which conservation objectives are directed. International strategies are essential for the conservation of globally threatened ecosystems and are led by the World Conservation Union. The Convention on the International Trade in Endangered Species (CITES) works to prevent illegal imports and exports. The Antarctic Treaty and the more recent Protocol on Environmental Protection to the Antarctic Treaty (1992) are examples of how political boundaries can be transgressed. At the national level, conservation objectives are set by governmental organizations and implemented through legislation, e.g. for the establishment of protected areas. Strategies for conservation 保育对策 保育对策应该包括一系列不同尺度和详细程度的层次 ，全球的、国家的、地区的和地方的，以适应于各种 明显不同政治尺度的保育目标。国际级对策对于保育 全球受威胁生态系统是基本的，由世界自然保护联盟 领头。濒危野生动植物种国际贸易公约（CITES）为防 止非法进口和出口进行工作。南极公约和近来的南极 公约环境保护协议（1992）是一个例子，说明如何逾 越政治边界。 国家级的保育对象由政府组织安排和通过立法执 行，例如保护地区的建立。 青海三江源国家自然保护区 扎陵湖 希门错湖 In general, the larger the reserve, the greater the number of species in it. However, many small areas may contain more species in total than one reserve of the same area. The debate over the relative merits of a single large or several small reserves is known as the SLOSS argument. The best compromise may be a network of small, linked reserves which allows dispersal and genetic interchange to takd place between areas. Another way of maximizing the conservation value of a reserve is to surround the reserve with a buffer zone of the same habitat. The minimum area required to retain a viable population can be estimated by computer modeling. The design of nature reserves 自然保护区 设计 一般说来，保护区越大，区内物种数就越多。但是， 许多小保护区可能比一个同样面积大保护区有更多的 物种。一个大保护区还是几个小保护区之争论叫做 “SLOSS”之争。最好的协调可能是一组彼此相连的小 保护区，它允许区间有扩散和遗传交换。保护值最大 的另一种方法是在保护区周围设置一个同样生境的缓 冲区。保育可存活种群所需要的最小面积可以用计算 机模型进行估计。 Environmental assessment is the means by which the conservation value of a site may be assessed without detailed and time-consuming surveys of its entire biodiversity. Sites may be selected on the basis of a small number of conspicu- ous and sensitive species which are taken as indicative of the larger community. Environmental assessment Related topicsIsland communities and Rare species, habitat loss and colonization (Q2) extinction (V2) 环境评估 环境评估是在没有进行某地整个生物多样性的详细和 耗时调查以前，确定该地保护价值的一种方法。选择 地点的根据可能是具有少数引人注目的和敏感的物种 ，它们可以作为更大的群落的指示种。 相关主题岛屿群落与移植（见Q2） 稀有种、生境丧失和灭绝（见V1） Natural populations and ecosystems have been exploited for centuries as biological resources. Overexploitation leads to the decline of the resource and even population extinction and habitat destruction. Sustainable use, however, does not damage the resource and ensures that habitats and populations are conserved for future use. Game populations are maintained for bunting, forests are maintained for timber. General plant biodiversity has an actual of potential commercial value because of the reliance of the pharmaceutical industry on botanical products. Biodiversity in crop plant species and their relatives is valuable because of the plant breeding opportunities such diversity offers. Key Notes Biological resources V3 V3 B BIOLOGICAL RESOURCES AND IOLOGICAL RESOURCES AND GENE BANKS GENE BANKS V3 生物资源和基因库 要 点 生物资源 自然种群和生态系统作为生物资源已经被利用好多世 纪。过度利用导致了资源的下降，甚至种群灭绝和生 境破坏。然而，持续利用不破坏资源，并保证生境和 种群为将来的利用而保护着。狩猎种群为捕猎而维持 着，森林为木材而维持着。由于药物工业对植物产品 的依赖，所以植物多样性具有现实的、潜在的商业价 值。农作物及其相关植物物种的生物多样性是很有价 值的，因为这种多样性提供了植物繁育的机会。 It is possible to ascribe an economic value to biological resources by considering the totality of the benefits they provide. The total economic value of a resource is the sum of its use value and nonuse value. Use values encompass the value of useful products such as timber. Nonuse values include the existence value and benefit to future generations. The benefits of biodiversity (e.g.of carbon storage by tropical forests) are often spread across national boundaries, but the costs of conserving biodiversity are usually borne by one nation. This means that in practice the value of biodiversity is underestimated and biodiversity is lost in favor of other land use which delivers direct and immediate benefits to the land owner. Valuing biological resources 生物资源价值 的估计 生物资源的经济价值可以通过估计它们提供的总利益 而得。资源的总经济价值是其利用价值和非利用价值 之和。利用价值囊括了有用产品的价值，例如木材。 非利用价值包括生存价值和给未来世代的利益。生物 多样性的利益常常超越国家界限，例如热带森林的碳 储存，但是保护生物多样性的花费通常由一个国家所 承担。这意味着，生物多样性的价值在实际上是低估 了，而有利于其他地方利用的生物多样性，其损失等 于是把直接的和目前的利益给予了土地拥有者。 Ecotoruists pay to exeerience the biodiversity of a country or national park. Ecotourism is a means of gaining economic benefit from biodiversity and can help to meet the cost of conservation. The disadvantages of ecotourism are spearheading, the leakage of income away from the local area and overexpansion of tourism. Ecotourism Where in situ conservation is not possible, species or their DNA must be conserved by ex situ methods in museums, herbaria or zoos if they are to be preserved at all. These collections of living material in the form of zoo animals, botanical gardens and seeds, together with DNA collections have been termed gene banks. Plant species and crop varieties can be most easily stored in seed banks. The original wild strains of food crops could be very valuable in the future in seed banks. The original wild strains of food crops could be very valuable in the future development of new crop varieties. Gene banks 生态旅游 生态旅游者为体验国家的生物多样性或国家公园而付 了钱。生态旅游是从生物多样性获得经济利益的一种 手段，并能有助于偿还保护的费用。生态旅游的缺点 是“先导作用”，收入从局部地方的“漏出”和旅游的过度 扩展。 基 因 库 当物种及其DNA不可能就地保护时，就必须在博物馆 、植物标本馆或动物园中易地保护。以动物园、植物 园的活生物和种子的形式收藏的物质，与收藏的DNA 合在一起，称为基因库。植物种和作物品种最易储存 于种子库。粮食作物的原